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選択成長法によるシリコン基板上への集積形窒化物半導体デバイスの作製に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 13305023
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 電子・電気材料工学
研究機関名古屋大学

研究代表者

澤木 宣彦 (沢木 宣彦)  名古屋大学, 工学研究科, 教授 (70023330)

研究分担者 本田 善央  名古屋大学, 工学研究科, 助手 (60362274)
田中 成泰  名古屋大学, 理工科学総合研究センター, 講師 (70217032)
山口 雅史  名古屋大学, 工学研究科, 助教授 (20273261)
研究期間 (年度) 2001 – 2003
研究課題ステータス 完了 (2003年度)
配分額 *注記
54,210千円 (直接経費: 41,700千円、間接経費: 12,510千円)
2003年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2002年度: 15,080千円 (直接経費: 11,600千円、間接経費: 3,480千円)
2001年度: 35,230千円 (直接経費: 27,100千円、間接経費: 8,130千円)
キーワードGaN / ヘテロエピタキシ / 選択成長法 / ファセット成長 / 表面拡散 / MOVPE法 / HVPE法 / 量子ドット / 選択成長 / ダブルヘテロ構造 / 量子細線 / 面間拡散 / 光導波路 / 伝導性制御 / 三族窒化物 / シリコン基板 / 緩衝層 / 異種基板
研究概要

1.(111)シリコン基板上へMOVPE成長について、特にAlN緩衝層の役割と選択成長法による単位胞の縮小効果について検討し、200-500ミクロン角のクラックフリー結晶を得た。また、その電気的・光学的特性を測定し、界面ポテンシャルと電気抵抗の緩衝層厚さとの関係を評価するとともに、縦型デバイスの作製条件を明らかにした。
2.ファセット上へのMOVPE選択成長における混晶薄膜の組成と厚さを測定し、化学種の拡散現象(気相拡散と表面拡散)の役割を明らかにするとともに、ファセット上での拡散長を評価した。
3.MOVPE選択成長法による加工(001)シリコン傾斜基板上への結晶成長を試み、(1-101)面を有する窒化物結晶膜を始めて実現した。結晶軸を傾けることによるクラックフリー結晶の実現と新結晶面による超平坦ヘテロ界面を達成した。
4.HVPE選択成長法による(111)シリコン基板上への結晶成長をこころみ、AlN緩衝層を用いることによる厚膜結晶の作製手法を提案した。
5.GaNストライプ、GaAsドット上に量子井戸あるいは結合量子ドット構造を作製し、その光学的特性を測定し、フアセット上に得られた量子井戸構造の導波路としての優れた特性を明らかにするとともに、ドットにおける励起子の寿命がサイズにより長くなることを明らかにした。

報告書

(4件)
  • 2003 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2002 実績報告書
  • 2001 実績報告書
  • 研究成果

    (38件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (38件)

  • [文献書誌] S.Tanaka ほか: "Structural characterization of GaN laterally overgrown on a (111)Si substrate,"Appl.Phys.Lett.. 76. 955-957 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Honda ほか: "Growth of GaN crystal free from cracks on a (111) Si substrate by selective MOVPE"Appl.Phys.Lett.. 80. 222-224 (2002)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Honda ほか: "Growth of (1101) GaN on a 7 degree off oriented (001)Si substrate by selective MOVPE"J. Crystal Growth. 242. 82-86 (2002)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Narita ほか: "The surface diffusion of Ga on an AlGaN/GaN facet structure in the MOVPE growth"phys.stat. solidi (c). 0. 2154-2158 (2003)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Kuroiwa ほか: "Photocurrent spectroscopy of a (0001)GaN/AlGaN/(111)Si heterostructure"Physica E. 21. 787-792 (2004)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] N.Sawaki ほか: "Vacuum Science and Technology : Nitrides as seen by the technology 2002"Research Sigpost. 479 (2002)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Tanaka, Y.Honda, N.Sawaki, M.Hibino: "Structural characterization of GaN laterally overgrown on a (111)Si substrate"Appl.Phys.Lett.. 79. 955-957 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Sugiura, Y.Kawaguchi, T.Tsukamoto, H.Ando, M.Yamaguchi, K.Hiramatsu, N.Sawaki: "Raman scattering study of InGaN grown by MOVPE on (0001) sapphire substrates"Jap.J.Appl.Phys.. 40. 5955-5958 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Honda, Y.Kuroiwa, M.Yamaguchi, N.Sawaki: "Growth of GaN crystal free from cracks on a (111) Si substrate By selective MOVPE"Appl.Phys.Lett.. 80. 222-221 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Tanaka, Y.Honda, N.Kameshiro, R.Iwasaki, N.Sawaki, T.Tanji: "Transmission Electron Microscopy Study of the Microstructure in Selective-Area-Grown GaN and an AlGaN/GaN Heterostructure on a 7-Degree Off-Oriented (001) Si Substrate"Jpn.J.Appl.Phys.. 41. L846-L848 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T, Kato, Y, Honda, M.Yamaguchi, N.Sawaki: "Fabrication of GaN/AlGaN heterostructures on a (111) silicon substrate by selective MOVPE"J.Crystal Growth. 237. 1099-1103 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] X.F.Chen, Y.Honda, T.Kato, N.Sawaki: "Growth of wurtzite GaN on Si(211) by metalorganic vapor phase epitaxy"J.Crystal Growth. 237. 1110-1113 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Honda, N.Kameshiro, M.Yamaguchi, N.Sawaki: "Growth of(1101) GaN on a 7 degree off oriented (001)Si substrate by selective MOVPE"J.Crystal Growth. 242. 82-86 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Honda, T.Ishikawa, Y.Nishimura, M.Yamaguchi, N.Sawaki: "HVPE growth of GaN on a GaN templated (111) Si substrate"phys.stat.solidi (c). 1. 107-111 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] N.Sawaki: "MOVPE growth of GaN microstructures on silicon substrate"Vacuum Sci.& Technol ( Eds.T.Paskova and Bo Monemar) (Research Sigpost, 2002). 243-264

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] N.Suzumura, M.Yamaguchi, N.Sawaki, P.Vogl: "Inter-and intra-subband LO phonon emission rates in GaAs/AlGaAs quantum disks"Physica B. 314. 127-131 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Mizushima, T.Kato, Y.Honda, M.Yamaguchi, N.Sawaki: "Infrared Reflectance in GaN/AlGaN Triangular Stripes Grown on Si(111) Substrates by MOVPE"J.Korean Phys.Soc.. 42. S750-S752 (2003)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Narita, T.Hikosaka, Y.Honda, M.Yamaguchi, N.Sawaki: "The surface diffusion of Ga on an AlGaN/GaN facet structure in the MOVPE growth"phys.stat.solidi (c). 0. 2154-2158 (2003)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Nishimura, Y.Honda, M.Yamaguchi, N.Sawaki: "HVPE growth of a thick GaN on a GaN templated (111) Si substrate"phys.stat.solidi (c). 2506-2510 (2003)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Honda, M.Torikai, T.Nakamura, Y.Kuroiwa, M.Yamaguchi, N.Sawaki: "The compositional non-uniformity in the AlGan capping layer of the AlGaN/GaN pyramidas grown on (111)Si substrate by selective MOVPE"phys.stat.solidi (c). 2043-2046 (2003)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Kuroiwa, Y.Honda, N.Sawaki: "Photocurrent spectroscopy of a (0001)GaN/AlGaN/(111)Si heterostructure"Physica B. 21. 787-792 (2003)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] X.Chen: "Effect of Al content on the microstructure in GaN grown on Si by MOVPE"phys.stat.solidi(c). 0-7. 2181-2184 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] N.Sawaki: "Current -voltage characteristics and the band diagram of a (0001)GaN/AlGaN/(111)Si heterostructure"Proc.2003 Korea-Japan Joint Workshop on Advance Semiconductor Processes and Equipments, Gangneung. 193-198 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] M.Mizushima: "Infrared Reflectance in GaN/AlGaN Triangular Stripes Grown on Si(111) Substrates by MOVPE"J.Korean Physical Society. 42-3. S750-S752 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] T.Narita: "The surface diffusion of Ga on an AlGaN/GaN facet structure in the MOVPE growth"phys.stat.solidi(c). 0-7. 2154-2158 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Nishimura: "HVPE growth of a thick GaN on a GaN templated (111) Si substrate"phys.stat.solidi(c). 0-7. 2506-2510 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Honda: "The compositional non-uniformity in the AlGan capping layer of the AlGaN/GaN pyramidas grown on (111)Si substrate by selective MOVPE"phys.stat.solidi(c). 0-7. 2043-2046 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Honda: "Growth of GaN crystal free from cracks on a (111) Si substrate by selective MOVPE"Appl.Phys.Lett.. 80-2. 222-224 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] X.F.Chen: "Enhancement in the quality of GaN crystal grown on a thermal-treated silicon substrate"J.Crystal Growth. 240. 34-38 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] S.Tanaka: "TEM study of the microstructure in selective-area-grown GaN and an AlGaN/GaN heterostructure on a 7-degree off-oriented (001) Si substrate"Jpn.J.Appl.Phys.. 41-7. L846-L848 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] T.Kato: "Fabrication of GaN/AlGaN heterostructures on a (111)silicon substrate by selective MOVPE"J.Crystal Growth. 237. 1099-1103 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Honda: "Growth of (1101) GaN on a 7 degree off oriented (001)Si substrate by selective MOVPE"J.Crystal Growth. 242. 82-86 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] T.Kato: "Fabrication of GaN/AlGaN MQW on (1101) facet of wurtzite GaN grown on a (111)Si substrate by selective MOVPE"Institute of Physics Conf.Ser.. 170. 789-794 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] N. Sawaki: "Selective growth of GaN on patterned silicon substrate"Proceedings 2001 Korea-Japan Joint Workshop on Advanced Semiconductor Processes and Equipments. Che ju. 84-88 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Y. Honda: "Selective area growth of GaN microstructures on patterned (111) and (001) Si substrate"J. Crystal Growth. 230. 346-350 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] T. Kato: "Selective Growth of GaN/A1GaN Microstructures by Metalorganic Vapor Phase Epitaxy"Jpn. J. Appl. Phys.. 40・3B. 1896-1898 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] S. Tanaka: "Structural characterization of GaN laterally overgrown on a (111) Si substrate"Appl. Phys. Lett.. 79・7. 955-957 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Y. Honda: "Growth of GaN crsystal free from cracks on a (111) Si substrate by selective MOVPE"Appl. Phys. Lett.. 80・2. 222-224 (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書

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公開日: 2001-04-01   更新日: 2016-04-21  

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